PDX共识算法的发布能否颠覆PoW和PoS？

这几年，币圈明显回暖了不少。 消息面，纳斯达克推出BTC、ETH和XRP指数，摩根大通和FaceBook将增发提上日程； 政策方面，美国怀俄明州颁布了13项区块链授权法。 在中国的两届会议期间，关于区块链的提案并不少见； 市场方面，从年初莱特币的大涨，到近期平台币的火爆，给了投资者最充实的信心和鼓舞。 另一方面，区块链的底层基础设施建设并未停止。 今年1月底，PDX正式发布PDX共识算法，首创“双账本、无阻塞”共识架构。

共识算法的现状

说到共识算法，这几乎是大家公认的区块链项目的核心部分。 如果有分配，就需要达成共识。

区块链系统建立在去中心化的点对点网络的基础上。 整个系统不存在中心权威，采用共识算法实现去中心化节点之间对交易处理和区块的共识。 这是该地区的共识算法。 在区块链系统中扮演最重要的角色。

此外，不同于企业分布式系统，区块链系统中的共识算法有时会承担区块链系统中激励模型和治理模型的一些功能，包括每个区块中哪些矿工被激励，所有交易费用的结算和分配网络中，区块链网络共识周期的切换等。

但另一方面，区块链所谓的“不可能三角”也不得不引起重视。

对于PDX来说，一个好的共识算法应该是需要同时兼顾安全性、公平性和多数共识的共识算法，支持大规模、低延迟、高并发、高吞吐量，能够实现参数根据需要进行调整和自适应。 . 但是目前显然没有一个能够兼顾所有指标的共识算法，PoW不好，PoS不好，实用拜占庭容错算法（PBFT）也不好。

对此，PDX创始人张建刚进一步解释：

“工作量证明算法（PoW：Proof of Work）稳定性好，支持规模大，但延迟很长，并发性和吞吐量较差，容易被少数矿场控制控制大量节点服务器或算力，如果这几个矿场串通一气，区块链的“可信”属性将成为镜像。

工作量证明偏向少数算力强的节点，而权益证明算法（PoS：Proof of Stake）偏向少数数字资产（代币）较多的节点。 这不仅对大多数“穷”节点不公平，而且实际上违反了区块链的多数共识基础。 少数“富”节点更容易串通一气，而大多数“穷”节点可以闹事。 委托权益证明（DPOS：Delegated Proof of Stake）使得区块生成权更加集中，串通更容易。

实用拜占庭容错（PBFT：Practical Byzantine Fault Tolerance）或其变体，因为它需要从N个节点到N个节点进行多次广播，即多次N2次广播，以实现区块共识。 它的延迟、吞吐量、效率都不好，支撑规模也无法提升。

区块链上的节点服务器一般是大规模、分布式甚至全球部署的。 尤其是公链，在网络延迟、节点能力、节点可访问性、安全环境等方面都存在很大的不确定性，设计一个安全、公平、多数共识、同时支持大数据的共识算法难度很大。规模化、低延迟、高并发、高吞吐量。 权衡可能不同，甚至完全不同。 “

也是基于这样的考虑，PDX决定自己开发一套共识算法。

PDX共识算法发明的基础和核心原理

PDX共识算法利用了区块链的以下两个特点：

1.如果一个共识节点接受了区块x，它隐含地接受了链上区块x之前的所有区块，因此不需要显式接受每个区块，高效的异步、非阻塞的累积确认成为可能。

2. 大多数共识节点都是诚实节点，因此可以进行可靠的消息中继和消息组播，这使得大规模、低延迟、高吞吐量、负载均衡的确定性区块传播成为可能。

主要原则如下：

A. 双账本，非阻塞

PDX区块链共识算法基于以上特点引入了双账本共识架构。 其中，标准账本由包含交易和状态变化的标准块组成。 标准账本，永远往前走，无需等待确认。 当需要回滚时，例如，由于需要进行裂脑处理或多数共识的要求，标准账本会立即回滚。

确认分类帐由包含块断言和共识成员调整的已确认块组成。 确认账本，实现区块按需累计确认。 在标准账本中，每隔一个确认间隔（由 cfd 表示）触发一次累积确认。

B. 每个区块都不同，不可预测，瞬间确定有限的矿工群体

为了防止共识节点跨区块串通，每个区块的矿工必须事先不可预测，但即时确定。 这样，每个矿工和区块的影响是不可预测的，几乎可以忽略不计。 有很多方法可以做到这一点。 PDX 共识通过一个公式为区块 X 选择 m 个矿工。

对于区块 X，共识委员会中第 r 个矿工的指数通过以下公式计算：

SHA3​​ (

SHA3​​ (

第x个区块的区块哈希 - 2*dis*cfd, // dis是一个距离因子，默认为100

...

区块 x 的区块哈希 - dis*cfd - 1 个区块，

第x个-(dis*cfd)区块的矿工地址，

...

x-2区块的矿工地址，

x-1区块的矿工地址

),

Island ID, // 0表示大陆，否则为岛上共识委员会共识节点的SHA3

最后确认区块的哈希值，

View ID, // 为区块 X 计算矿工列表的尝试次数。

r, // 矿工优先级，0 <= r < m，m为配置或自行调整的矿工数量

x, // 区块高度

) of the top 32% % 共识节点数

该区块的矿工选择公式引入了足够多的变量并跨越了足够多的区块间隔，这使得相邻区块的矿工串通几乎不可能。 事实上，矿工不可能通过在一个区块中增加或减少交易来实现与下游区块矿工的合谋。

如果一个区块中的m个矿工都不能成功提出一个标准区块或确认一个区块，则自动选择下一批m个矿工，直到遍历所有共识节点。 基于大部分节点都是诚实节点，整个区块链平台会及时自动实现异常恢复。

如果在区块确认阶段所有矿工都不诚实，则接收或处理的区块断言可能不充分，账本将回滚到最后确认的区块。 为了保证所有m个矿工都是不诚实矿工的概率很低，必须选择一个合适的m（相对于n个共识节点）。 由于区块矿工的选择是不可预测的，假设n个共识节点中有2/3是诚实的，则一个区块中所有m个矿工都是不诚实的概率大致计算如下：

P = [(n/3) /n] * [(n/3 -1)/(n-1)] * ... *[(n/3 - m+1) /(n-m+1) ]

该概率与 n 和 m 成反比。 如果图形是P=1/n时m和n的关系。 只要m的选择满足P < 1/n，就可以接受。

在实践中，可以选择更大的 m 来大大降低所有 m 矿工不诚实（或无法访问）的概率，例如 P < 1/(10n)。

如图所示，当有10000个节点时，m=10，m个节点全部作恶的可能性远小于0.0001。

C、O(n)的区块确认复杂度，支持大规模、高性能

在大于99.9999%的情况下，一次区块确认平均需要的消息数为：[(cfd+2)*m /cfd*]n ≈ m*n，复杂度为O(n)。 而且，这个复杂度与区块确认间隔无关！

D、标准账本，勇往直前

E、异步、非阻塞、累积确认

F. 自动裂脑和联合脑处理

G.还有其他技术措施，例如自动确认节点资格、防止女巫攻击、惩恶扬善机制等。

那么，PDX共识算法能否颠覆POW、POS等旧有的共识算法呢？ POW、POS、PDX共识算法对比表[1]：

PDX下一阶段目标

未来，PDX共识算法将完善抵御女巫攻击的手段和更加公平合理的节点资格机制。 预计开源算法的实现将于今年3月底4月初上线。

随着PDX共识算法的发布，PDX Utopia区块链协议栈、PDX BaaP区块链PaaS、PDX区块链IaaS平台等整个生态的研发也进入收官阶段，进入测试网线。 据介绍，PDX将重点关注以下几个方面：

1、在功能、稳定性和性能方面，满足主网上线要求；

2、与合作伙伴和社区一起，快速推出重量级、标杆性的区块链应用和业务链（公链或联盟链），鼓励所有应用和业务链互通融合，交叉获取客户，形成生态；

3.完善完善社区运营，吸引开发者、矿场、投资人加入，共建共赢PDX区块链超级云生态。

PDX自成立以来，一直致力于打造PDX区块链超级云，让区块链成为可信基础设施，重塑数字新时代。 目前，PDX拥有数十项区块链及信息安全创新，一键建链、自动跨链、自动多链、开放包容的PDX区块链超级云架构、安全、公平、大-规模化、低延迟、高吞吐量的PDX共识算法，超大规模的PDX区块链账本算法，真正支持隐私应用的智能合约架构，支持多链引擎的合约容器PDX BaaP，支持“原始数据不可分割”领地、商业模式用完即删，审批审核自动化智能化，全程安全可靠”，DataX大数据共享平台等。

在架构上，PDX BaaP可同时支持多个同构或异构区块链协议栈及其热插拔，支持不同的智能合约接口标准，并实现向前兼容，让区块链应用“Write Once，Run Anywhere”。

值得一提的是，PDX DataX大数据共享平台支持安全可信、跨部门、跨行业的数据、模型、算力、存储等可控有偿共享，有效保障各方利益，真正盘活多方数据共享和AI（人工智能）生态。

张建刚表示：PDX共识算法是PDX生态中最重要的协议栈，是PDX Utopia协议栈的核心。 PDX共识算法的发布，标志着安全、公平、多数共识、大规模、低延迟、高并发、高吞吐量的PDX Utopia区块链协议栈的成功实现，标志着整体的关键技术。已成功实现的PDX生态系统。 由此可见，PDX区块链超级云的实现没有障碍。 随着PDX共识算法的开源和PDX区块链超级云全部代码的开源，尤其是生态应用的上链，PDX币和PDX生态真正开始具有了现实意义。

互联网老手的区块链开端

张建刚先后担任雅虎全球首席安全架构师、雅虎技术委员会专家成员、Cingular Wireless（现AT&T）最高级别架构师、公司架构审查委员会。 对于这样的互联网老手来说，进入区块链行业不仅意味着新的机遇，更是一种责任。 “在互联网等信息技术领域，我们中国人基本上是跟着别人走；区块链在信息技术领域，第一次大家站在同一起跑线上，有更好的技术，更好的解决方案。”

在谈到区块链对互联网的颠覆时，张建刚表示：区块链是互联网和物联网上的信任基础设施，可以大大降低信任积累和传递的成本，实现可信价值和数据。 、业务交流、互联互通，形成生态。 这使得区块链在新数字时代具有重塑生产力和生产关系的巨大潜力。

目前，全球绝大多数区块链平台都无法释放区块链的颠覆性潜力，为国民经济赋能，要么是局限于加密货币的小架构，要么是因为对区块链的误解。 和现实生活。 “这个机会，在信息时代以太坊支持pow共识算法吗，难得，应该抓住。”

当然，机会需要强大的支持才能实现。 对于PDX来说，技术实力是他们最大的王牌。

1、PDX独创的共识算法，在公平、安全、多数共识的基础上，同时实现了大规模、低延迟、高并发、高吞吐。

2、PDX独创的超大规模区块链账本算法以太坊支持pow共识算法吗，在安全可用的前提下，解决了区块链账本随时间推移带来的规模和效率问题。

3、PDX的智能合约架构支持账本数据和智能合约代码在区块链节点服务器上的选择性存在，首次真正支持隐私安全的智能合约应用（几乎所有的现实应用都是隐私应用）。

4、PDX Utopia区块链协议栈，实现PDX共识算法、PDX账本算法、PDX点对点网络算法，真正安全、公平、多数共识，支持大规模、低延迟、高并发，以及支持包括Ethereum Solidity、hyperledger chaincode等在内的智能合约规范，适用于公链、联盟链等多种应用场景。

5、PDX独创的BaaP（Blockchain-as-a-Platform）“合约容器+多链引擎”架构，自动支持多链共生、跨链互操作、区块链协议栈热插拔、自动化的智能合约应用适配新的智能合约规范。

6、PDX区块链超级云支持一键建链，一键部署可信应用，无缝无痛升级迭代，消除区块链开发运营技术门槛，重构区块链，支持实现完全私有的智能合约应用在公有链/联盟链上，支持不同安全、隐私、性能需求的应用和谐共存、互联​​互通、交叉获取，形成生态。

其中，PDX共识算法、PDX超大规模区块链账本算法、PDX智能合约架构均已申请专利。 “只有真正让区块链好用、好用、好用，才能真正重塑数字新时代。” 在这个过程中，“大规模、高性能、兼容集成的区块链超级云是区块链落地新数字时代的基础设施。”